Was ist ein magnetischer Sturm?

Magnetische Stürme hat es schon immer gegeben. Es ist im Endeffekt eine Reaktion unserer Erde auf die Sonnenwinde. Diese Sonnenwinde, entstehen durch Erosionen der Sonne und können unsere Erde innerhalb von ein paar Tage erreichen. Da es sich in unserem Fall um die Reaktion des Planeten Erde auf diese Winde handelt, werden diese Art von Stürme auch häufig geomagnetische Stürme bezeichnet.

Das Magnetfeld der Erde, schützt uns praktisch vor den Auswirkungen dieser Sonnenwinde. Es ist sozusagen unsere Schutzschicht, denn hätten wir diese nicht, könnte es zu katastrophalen Szenarien führen. Aber was passiert nun genau bei einem magnetischen Sturm? 

Wie bereits erwähnt, entstehen durch Sonneneruptionen Winde, die sogenannten Schockwellenfronten, die aus elektrisch geladenen Teilchen bestehen und auf unsere Erde zuströmen. Wenn sie das Magnetfeld der Erde treffen, wird dieses für eine bestimmte Zeit geschwächt wodurch wir diese magnetischen Stürme wahrnehmen. Aber wie bereits gesagt, dank des Magnetfeldes unserer Erde in einer wesentlich abgeschwächteren Form.

Der magnetische Sturm kann in drei Phasen eingeteilt werden. Eine Anfangsphase, die nicht immer stattfindet, bei der eben das Erdmagnetfeld geschwächt wird. Dies passiert innerhalb von Minuten. Die Sturmphase, die eben auch direkt eintreffen kann, bei der die Störung weiter anwächst, um das ganze zu beschreiben wurde ein Wert festgelegt. Wenn die Schwächung des Erdmagnetfeldes, also die Störung über 50 nt erreicht, sprechen wir bereits von einer Sturmphase. Diese zweite Phase kann einige Stunden dauern. Die dritte Phase ist die Erholungsphase, in der sich das Erdmagnetfeld wieder erholt, bis es zu seiner ursprüngliche Stärke zurückfindet. Diese letzte Phase kann bis zu einer Woche dauern.

Welche Auswirkungen kann ein magnetischer Sturm haben? 

Es ist nicht mit genauer Sicherheit zu bestimmen welche und ob wir gesundheitliche Auswirkungen von den magnetischen Stürmen spüren. Allgemein wird gesagt, dass die empfindlicheren Personen unter uns Kopfschmerzen bekommen können oder generell nervöser werden. Ähnlich wie bei Tieren!

Auch auf unsere elektronischen Geräte können sie Auswirkungen haben. So kann es sein, dass Kommunikationsgeräte Störungen aufweisen, ähnlich wie GPS-Funktionen, die teilweise und je nach Stärke des Sturmes auch ganz ausfallen könnten.

Diese Art von Auswirkungen wurden schon vor dem 19. Jahrhundert wahrgenommen, weswegen wir auf unserer Erde also schon so einige magnetische Stürme erlebt haben. Teilweise äußern sie sich sogar in atemberaubenden Formen. So konnten in manchen Fällen die berühmten Polarlichter von Orten beobachtet werden, an denen diese normalerweise nicht vorkommen, wir Rom oder Hawaii zum Beispiel.

Bei den magnetischen Stürmen handelt es sich also um ein ausgesprochen interessantes magnetisches Phänomen. Falls Sie mehr über die Welt des Magnetismus erfahren möchten, können Sie sich in unserem Blog umschauen oder auch unser Fachpersonal für alle möglichen Fragen kontaktieren.

Magnetschwebebahnen: Zukunftsmusik, die näher klingt als man denkt

Tatsächlich sind Züge, die sich durch Magnetschwebetechnik fortbewegen nicht mehr lediglich in Science-Fiction Filmen zu sehen. Besonders in Asien, China und Japan, wird schon seit mehreren Jahren erforscht, wie die magnetische Schwebekraft für den Einsatz im Zugverkehr nutzen kann. In beiden Ländern wurden bereits Prototypen entwickelt, die beeindruckende Geschwindigkeiten, bis zu 600 km/h erreichen! Damit könnten Reisezeiten erheblich verkürzt werden. 

Das chinesische Modell heißt Maglev von der englischen Bezeichnung magnetic levitation, also magnetische Schwebekraft, und soll bereits 2021 in Produktion gehen. Während die japanische Variante, Chuo Shinkansen, für 2027 mit einer nationalen Strecke geplant ist. Die Levitation, also das magnetische Schweben, welche beiden Projekten zugrunde liegt, wird hier jedoch nicht zum ersten mal eingesetzt. In Kalifornien beispielsweise wurde schon 2014 das Hoverboard entwickelt. Ein Skateboard, das ebenfalls dank der Levitation schweben kann. Aber wie genau funktioniert diese magnetische Schwebetechnik? Schauen wir uns das einmal im Detail an.

Wie funktioniert die magnetische Schwebetechnik? 

Fangen wir einmal ganz vorne an. Magnetisches Schweben bedeutet vereinfacht ausgedrückt, dass zwei Körper sich ohne jeglichen Kontakt voneinander abstoßen und dadurch schweben. Samuel Earnshaw stellt in seinem Earnshaw Theorem 1842 allerdings fest, dass es kein unbewegtes magnetisches oder elektrisches Phänomen gibt, das diese Schwebekraft hervorrufen und halten kann. Bei der Levitation hingegen, kommt hingegen kein statisches magnetisches Feld zum Einsatz, sondern ein bewegtes.

Das sogenannte Levitron ist ein klassisches Beispiel, um dieses Phänomen zu erklären. Der amerikanische Erfinder Roy Harringan erhielt für seine Erfindung des Levitrons 1983 das Patent. Es ist praktisch eine Kombination aus einer magnetischen Basis und einem magnetischen Kreisel die sich gegenseitig abstoßen, wobei eben unter anderem die Drehgeschwindigkeit des Kreisels ausschlaggebend dafür ist, dass es sich nicht nur um einen kurzen Schwebemoment, sondern eine stabile Schwebekraft handelt.

Hierbei handelt es sich natürlich nur um eine vereinfachte Erklärung, das es sich um eine wesentlich komplexere Thematik handelt. Gerade um magnetische Schwebebahnen zu entwickeln müssen noch viele weitere Faktoren berücksichtigt werden, die es teilweise noch zu erforschen und zu erproben gilt. Deswegen sind diese Fortbewegungsmittel, die nach Science-Fiction klingen auch noch nicht auf dem Markt. Fakt ist jedoch, dass wir näher dran sind, als wir vielleicht denken.

Falls Sie sich für dieses Thema interessieren oder Fragen zu den magnetischen Produkten und deren Anwendungsfällen aus unserem Shop haben, können Sie jederzeit ganz unverbindlich unser Fachpersonal kontaktieren.

Wie funktioniert ein magnetisches kontaktloses Getriebe?

Die Magnetkraft wird sich für immer mehr technologien zu Nutze gemacht und in immer mehr Maschinen mit den unterschiedlichsten Funktionen eingesetzt. Zwischen 2011 und 2014 Beispielsweise wurde ein internationales Projekt mit dem Namen Magdrive von der EU unterstützt, im Rahmen dessen Forscher aus verschiedenen europäischen Institutionen an einem Getriebesystem, das praktisch magnetisch schwebt gearbeitet haben. Koordiniert wurde das Projekt von der Universität Carlos III in Madrid.  

Jetzt Fragen Sie sich vielleicht: Ein magnetisch schwebendes Getriebesystem, was soll das denn? Ganz einfach. Es bedeutet, dass das Getriebe kontaktlos funktioniert, wodurch wiederum - logischerweise - Reibung vermieden wird. Häufig treten bei den verschiedensten Maschinen oder Geräten Schäden auf, oder ihre Leistung lässt nach, eben weil ihre Getriebeteile mit der Zeit abgenutzt sind oder die Zähne, die ständig aufeinander prallen beschädigt sind. Durch den Einsatz des magnetischen kontaktlosen Getriebes kann dies vermieden werden. Auch das Öl, um einen reibungslosen Ablauf der Zahnräder zu garantieren wird somit nicht mehr benötigt und Geräte die mit dieser Art von Getrieben funktionieren, laufen natürlich auch wesentlich geräuschloser. 

Sie sehen, dieses innovative Forschungsprojekt, bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Schauen wir uns also einmal genauer an, wie diese magnetisch schwebende Getriebe funktionieren.

Funktionsweise von kontaktlosen Getrieben

Die Forscher, die diese Art von Getriebesystemen entwickelt haben, haben kurzgesagt praktisch die Zähne an den uns bekannten Getrieben durch Magnete ersetzt. Anstatt das die Zähne ineinander eingreifen und das Rad drehen, ziehen sich nun die Magnete gegenseitig an und stoßen sich wieder ab, wodurch die Kräfte zwischen den Teilen übertragen wird. 

Dadurch, dass auch die Eingangs- und die Ausgangsachse magnetisch schweben, wird eine besondere Stabilität geschaffen, dass dem Rad bis zu 3000 Umdrehungen pro Minute ermöglicht. 

Somit ist dieses System nicht nur weniger anfällig für Verschleiß und geräuschloser sondern gleichzeitig auf extrem effizient. So wundert es nicht, dass die beiden Prototypen, die im Rahmen des Projektes entwickelt wurden eigens für die Luft- und Raumfahrt sowie für die Eisenbahntechnik und die Ölförderung entwickelt.

Falls Sie noch weitere Fragen zum Thema habe oder sich für die magnetischen Produkte in unserem Shop interessieren, können Sie jederzeit ganz unverbindlich unser Fachpersonal kontaktieren. Wir helfen Ihnen gerne weiter.

Schnurlose Energieübertragung durch Magnetfelder

Wenn der Erfinder Nikola Tesla (1856-1943) noch unter uns wäre, würde er wahrscheinlich sehr zufriede sein, denn er hat bereits vor nahezu einem Jahrhundert darüber nachgedacht Energie drahtlos zu übertragen. Tatsächlich war seine Idee gar nicht so unmöglich umzusetzen, denn mittlerweile kann Energie drahtlich durch Magnetfelder übertragen werden und das auch über größere Entfernungen.

Die Grundlagen für diese Technologie waren bereits zu Zeiten Teslas bekannt. Sein Kollege, der Brite Michael Faraday hat bereits 1831 das sogenannte Prinzip der Induktion erkannt. Hierbei wird ein Leiter von elektrischem Strom durchflossen und bildet somit ein  Magnetfeld. Befindet sich in der nähe dieses ersten Leiters nun noch ein zweiter Leiter, wird hier dank dem Magnetfeld ebenfalls ein Stromfluss aktiviert. Das Magnetfeld überträgt also ganz ohne Kabel oder eine andere Art von physischer Verbindung zwischen den beiden Leitern die Energie.

Natürlich ist es nicht dabei geblieben. Gerade Hersteller von elektronischen Geräten, waren an dieser Technologie sehr interessiert. So haben sich 2010 einige der großen Marken zusammengetan, um einen einheitlichen Standard diesbezüglich zu entwickeln. Erfolgreich! Und dabei ist es nicht geblieben, Forscher in den vereinigten Staaten haben weiter an dieser Technologie gefeilt und sogenannten “Supersonden” entwickelt, die es ermöglichen sollen, die Energie auch über eine etwas weitere Entfernung zu übertragen. Diese Supersonden fokussieren die Magnetfelder und ermöglichen somit eine weitere Energieübertragung.

Wofür kann die kabellose Energieübertragung durch Magnetfelder genutzt werden?

Ganz einfach, für das Aufladen der verschiedensten elektronischen Geräte. Die elektrische Zahnbürste beispielsweise wird bereits auf diese Weise aufgeladen, auch Kleingeräte wie Smartphones zum Beispiel, werden wireless aufgeladen und nicht nur das. In Schweden werden auch e-Autos bereits seit 2018 über eine gewisse Strecke kabellose aufgeladen. All dies basiert auf dem vor knapp einem ganzen Jahrhundert entwickelten elektromagnetischen Prinzip, welches sicherlich noch lange nicht an seine Grenzen gekommen ist. 

Falls Sie mehr über die Rolle von Magnetfeldern in unseren alltäglichen Geräten wissen möchten oder sich dafür interessieren, wo sie überall eingesetzt werden können und welche Vorteile sie bieten, können Sie sich in unserem Blog informieren oder auch unser Expertenteam kontaktieren. Wir helfen Ihnen gerne weiter und informieren Sie natürlich auch über alle in unserem Shop verfügbaren magnetischen Produkte.

Wie sind magnetische externe Festplatten aufgebaut?

Externe Festplatten gehören für viele von uns, vor allem die, die wir mit dem Computer arbeiten, zum festen Bestandteil unsere Equipments und somit auch zu unserem Alltag. Sie sind schon so alltäglich, dass wir über den eigentlichen Mechanismus sowie deren Aufbau gar nicht nachdenken. So ist uns häufig gar nicht bewusst, dass auch hier die Technologie ohne die Hilfe unserer Magnete nicht funktionieren würde. Um sie ganz korrekt zu benennen, handelt es sich nämlich um magnetische externe Festplatten.

An anderer Stelle haben wir in unserem Blog bereits über die magnetische Aufzeichnung von Daten sowie die magnetische Speicherung - eben auf Festplatten - gesprochen und erläutert wie dies genau funktioniert. Nun wollen wir uns heute einmal genauer den Aufbau des kleinen magnetischen Wunderwerks anschauen, dass uns dabei hilft unsere Daten zuverlässig zu speichern und zu sortieren.

Woraus besteht eine magnetische externe Festplatte?

Wie der englische Name Hard Disk bereits verrät, bestehen die externen Festplatten aus mehreren harten Platten, die meistens aus Keramik, Metall oder Glas sind. Diese Platten, auch Scheiben genannt, drehen sich, wenn die Festplatte angeschlossen wird, mit mehreren tausenden Umdrehungen pro Sekunde gegen den Uhrzeigersinn, um die Bits des Computers (Reihen aus Zahlen zwischen 0 und 1, in denen die Daten gespeichert werden) aufzuzeichnen. Worauf? Hier kommen die Magnete ins Spiel. Diese Bits werden nämlich auf einer unglaublich dünnen Magnetschicht, die ihrerseits mit einer Schutzschicht überzogen ist, gespeichert. Das ganze kann aber nur durch Elektromagnete, die die sogenannten Schreib- und Leseköpfe passieren, die praktisch für die Verarbeitung der Daten zuständig sind.

Es passiert also ganz schön viel unter dem Gehäuse der Festplatte und wie wir ja wissen, ist die nicht gerade groß. Es handelt sich also um kleinste Teile, die eng beieinander liegen und arbeiten. Dementsprechend ist es wichtig, dass an diese Teilchen nichts herankommt, da sie sehr empfindlich sind. 

Neben den magnetischen externen Festplatten, gibt es auch elektronische Festplatten, häufig durch SSD - Solid State Disk - abgekürzt, die zwar teurer sind, aber auch wesentlich robuster und zudem auch schneller arbeiten.

Falls Sie mehr über die Funktion von Magneten in unseren elektronischen Alltagsgeräten erfahren oder sich über die magnetischen Produkte in unserem online Shop informieren möchten, können Sie jederzeit gerne unser Fachpersonal kontaktieren.

Weiterentwicklung von magnetischem Speicherplatz

Wir haben bereits häufiger darauf hingewiesen, dass Magnete gerade im Bereich der Technologie unabdingbar sind. Sie werden bei der Entwicklung von den verschiedensten Funktionen eingesetzt. Häufig nehmen wir sie gar nicht aktiv war, weswegen uns vielleicht gar nicht bewusst ist, wie wichtig sie für die korrekte Funktionsweise von technologischen Geräten sind. Wir haben uns bereits mit dem Einsatz Magneten zur Aufzeichnung von Daten beschäftigt und im heutigen Artikel möchten wir uns die neueste Entwicklung von magnetischem Speicherplatz genauer anschauen. Genauer  gesagt geht es um die Spintronik, die in Zukunft wohl immer häufiger für sogenannte Quanten-Mikrogeräte eingesetzt werden wird.

Einsatz von Spintronik zur magnetischen Speicherung von Daten

Forscher an internationalen Universitäten auf der ganzen Welt haben sich bereits mit dem Thema beschäftigt und an verschiedenen Entwicklung gemacht, um die magnetische Speicherung von Daten zu optimieren. Es sind bereits die verschiedensten Lösungen dabei herausgekommen, so können Daten mittlerweile auch durch Einsatz von Hitze, durch einen Laser ausgelöst, auf magnetischen Medien gespeichert werden, was schneller geht und die Erfassung von größeren Datenmengen ermöglicht. Diese Technologie wird HAMR - Heat-Assisted Magnetic Recording - genannt. Andererseits gibt es auch die Variante der magnetischen Speicherung von Daten durch Mikrowellen, die MAMR - Microwave Assisted Magnetic Recording.  

Damit haben sich die Forscher allerdings noch nicht zufrieden gegeben. Sie haben weiter geforscht und dabei die magnetische Speicherung unter Einsatz von Spintronik, die auf Tunnelkontakten basiert, entwickelt. So kann die Kapazität der Festplatten erheblich erhöht werden und gleichzeitig wird ihr Energieverbrauch gesenkt. Was natürlich wesentlich von Vorteil ist. Forscher bezeichnen diese Technologie als neue Generation der magnetischen Speicherung von Daten und somit von einer Technologie, die wegweisend für die Zukunft sein wird.

Für weitere Beispiele für den Einsatz von Magneten in der Technologie können Sie sich gerne in unserem Blog umschauen. Aber nicht nur in der Technologie, Magnete werden in den verschiedensten Bereichen eingesetzt, unter anderem in der Medizin, der Lebensmitteltechnik oder auch der Luft- und Raumfahrt. Falls Sie sich über unsere magnetischen Produkte informieren möchten oder weitere Fragen haben, können Sie unser Fachpersonal gerne telefonisch oder per E-Mail kontaktieren.

Datenaufzeichnung auf Magnetscheiben oder auch SMR, was bedeutet das?

Wie wir bereits wissen, spielen Magnete auch in der Computertechnologie eine bedeutende Rolle. Gerade wenn es um die Aufzeichnung von Daten geht ist die Verwendung von Magneten nicht nur essentiell, sie wird auch noch stetig weiterentwickelt und verbessert. Dabei kann es sich um die Aufzeichnung  von Ihren persönlichen Daten auf Ihrem PC zu Hause handeln, genauso wie bei Firmen und anderen Industrien. Die Aufzeichnung von Überwachungsvideos beispielsweise ist extrem wichtig und es ist von Vorteil, wenn eine große Menge an Daten mit einem geringen Risiko an Verlust auf einer Festplatte gespeichert werden kann. 

Herkömmliche Festplatten, die Sie vielleicht auch zu Hause verwenden, um Fotos und Dokumente speichern, arbeiten natürlich auch mit Magneten, man spricht hier von der PMR-Technologie, was für Perpendicular Magnetic Recording steht. Hier wird mit konzentrischen, parallel zueinander verlaufenden Magnetspuren gearbeitet. Zwischen diesen Spuren befinden sich Intervalle und am oberen Teil der Festplatte sitzt ein Magnetkopf, durch den die Daten gespeichert werden können. Soweit so gut. Begrenzt sind diese Festplatten durch die Breite des Magnetkopfes, welche die Dichte der Magnetspuren vorgibt und somit auch den Speicherplatz. Benötigen wir mehr Kapazität, muss entweder eine größere Festplatte oder gleich mehrer verwendet werden. Hier kommt nun allerdings die SMR-Technologie ins Spiel.

Funktionsweise magnetischer Datenspeicherung durch SMR

SMR, was bedeuten diese drei Buchstaben überhaupt? Die Abkürzung stammt aus dem Englischen und steht für Shingled Magnetic Recording. Ins Deutsche übersetzt würde es so viel wie “geschichtete magnetische Aufnahme” bedeutet. Shingled ist daher von der Logik der Verlegung der Dachziegel inspiriert, die eben geschichtet verteilt werden, wodurch Platz gespart wird. Eigentlich sehr einleuchtend, nicht wahr? Bezogen auf die Aufzeichnung von Daten können wir uns also vorstellen, dass nicht wie oben beschrieben die Magnetspuren mit Intervallen nebeneinander herlaufen, sondern leicht überlappen. Dadurch können in einer Festplatte mit derselben Größe, wesentlich mehr Daten aufgezeichnet werden, da die Datendichte erhöht wird.

Vorteile der SMR-Technologie

Der größte Vorteil der magnetischen Aufzeichnung von Daten durch die SMR-Technologie ist wohl offensichtlich. Es können wesentlich mehr Daten gespeichert werden. Im Vergleich zu einer Festplatte mit PMR-Technologie wird die Speicherkapazität um ca. 25 % erhöht. Der zweite Vorteil geht mit diesem ersten Punkt einher. Es können mehr Daten aufgezeichnet werden, die Leistung wird also verbessert, aber die Herstellungskosten bleiben relativ gleich, da es sich eher sagen wir einmal um eine neu Anordnung der Technologie als eine Veränderung der verwendeten Teile handelt. Wenn also lange Aufzeichnungen an einem Stück vorgenommen werden sollen, wie es beispielsweise bei den anfänglich erwähnten Überwachungsvideos der Fall ist, sind Festplatten mit der SMR-Technologie am besten geeignet. 

Falls Sie weitere Fragen zur magnetischen Aufzeichnung haben oder sich ganz unverbindlich über unsere magnetischen Produkte informieren möchten, können Sie jederzeit unser Fachpersonal kontaktieren. Wir helfen Ihnen gerne weiter.